2. 温度传感器选型基础

温度测量系统的第一道关口是传感器选型。选错传感器，后续变送器、补偿、安装、校准都难以弥补。本节围绕三条主线展开：热电阻与热电偶的物理原理差异、Endress+Hauser 传感器型号的识别方法，以及如何把工况条件映射到具体型号。

一、热电阻与热电偶：两种物理机制

热电阻（RTD）利用金属电阻随温度升高而增大的特性。以 Pt100 为例，0 ℃ 时标称电阻为 100 Ω，在 0～100 ℃ 范围内平均温度系数约 0.385 Ω/℃。常用 Pt100、Pt1000，薄膜或绕线结构。它的输出是电阻，需要激励电流，因此存在自热误差，测量精度高、长期稳定性好，适合 -200～600 ℃ 的中低温高精度场合。

热电偶（TC）利用塞贝克效应：两种不同金属接点处于不同温度时产生热电动势。输出是毫伏级电压，且是相对于冷端（参考端）的差值，因此必须做冷端补偿。常用 K、J、T、N、S、B 等分度号，K 型约 -200～1200 ℃，S/B 型可到 1600 ℃ 以上。它结构简单、响应快、耐高温，但精度和稳定性通常低于热电阻，且需要补偿导线。

两者的关键差异可归纳为：热电阻测的是“绝对电阻”，热电偶测的是“温差电动势”。这决定了热电阻需要三线或四线制消除引线电阻，而热电偶需要冷端补偿和专用补偿导线。选型时若温度低于 600 ℃ 且要求高精度，优先热电阻；若超过 600 ℃ 或需要快速响应、耐振动，优先热电偶。

二、Endress+Hauser 传感器型号识别

E+H 温度传感器型号通常由系列代码加后缀组成，识别时按“系列—结构—连接—精度—认证”逐段拆解。常见系列包括：

• Omnigrad 系列：通用工业温度探头，如 TR10、TR11、TR12、TR13、TR15、TR66 等，TR 后数字代表结构形式与接线盒类型。
• iTHERM 系列：模块化卫生/工业温度组件，如 TMT 系列变送器配套的 TM 系列探头，强调快速响应与卫生连接。
• Thermophant 系列：用于特殊工况，如高温、高压或强腐蚀环境。

以 TR10-ABAA1AASAA 为例，各段含义大致为：TR10 表示 Omnigrad 通用型；后续字母依次表示过程连接、插入长度、传感器类型（Pt100 或热电偶）、接线方式、精度等级、认证选项。实际订货时需对照选型手册逐位确认，不能凭记忆推断。识别型号时建议先确定“传感器元件类型”，再看“过程连接与插入深度”，最后核对“精度与防爆认证”。

三、选型依据与工况匹配

选型不是选“最好的”，而是选“最匹配工况的”。需要依次确认以下条件：

1. 温度范围：确定正常值与极限值。低于 600 ℃ 且精度要求高选 RTD；高于 600 ℃ 或需快速响应选 TC。
2. 精度要求：RTD 可达 ±0.1 ℃ 级，TC 通常 ±1～2.5 ℃。若用于贸易结算或质量控制，优先 RTD。
3. 过程连接：螺纹、法兰、卡箍、焊接。卫生场合选卡箍或无菌连接，高压场合选法兰或焊接。
4. 插入深度：一般要求插入深度大于保护套管直径的 10 倍，且应到达管道中心线附近，避免导热误差。
5. 环境与防护：腐蚀介质选 316L 或哈氏合金套管；防爆区选本安或隔爆型；振动场合选铠装结构。
6. 响应时间：薄膜 RTD 响应快，铠装 TC 次之，带套管结构响应最慢。控制回路需关注 T90 时间。

举例说明：某食品杀菌管道，温度 120～140 ℃，要求 ±0.5 ℃，卫生卡箍连接，介质有清洗液腐蚀。选型思路：温度低于 600 ℃ 且精度要求高 → RTD；卫生场合 → 卡箍连接、316L 套管；清洗腐蚀 → 接液面抛光、IP66/IP69K 防护。可对应 iTHERM TM 系列卫生型 Pt100 探头，配 TMT 变送器输出 4～20 mA/HART。

再如：某热处理炉，温度 900～1100 ℃，要求响应快、耐振动。选型思路：超过 600 ℃ → TC；高温 → K 型或 N 型；耐振动 → 铠装结构；需冷端补偿 → 配补偿导线与温变模块。可对应 Omnigrad TR 系列铠装热电偶，配 TMT 系列变送器。

四、选型决策表（示例）

选型完成后，建议记录“工况条件—选定型号—关键参数—认证要求”四项，作为后续安装、调试与校准的依据。传感器是温度测量链的起点，起点选对，后续环节才有意义。